Wegwerfen war gestern: Reduce, Reuse, Recycle
Forschungsansätze zur Kreislaufwirtschaft vorgestellt
07.10.2026 | Autorin: Dr. Franziska Böhl
Der Rohstoffverbrauch weltweit ist enorm und bringt lineare Wirtschaftsmodelle an ihre Grenzen. Um weg von einer Wegwerfgesellschaft zu kommen, werden nachhaltigere Wirtschaftsmodelle wie die Kreislaufwirtschaft angestrebt: Materialien und Produkte sollen weiter- und wiederverwendet werden, um Ressourcen zu schonen und Abfall zu vermeiden. Mit verschiedenen Ansätzen tragen auch die Forschenden der HTWK Leipzig dazu bei – wir geben einen Einblick.
Wir Menschen entnehmen der Natur Ressourcen in immer gewaltigeren Mengen, um daraus Werkstoffe, Energie und Produkte zu machen. Wie dramatisch die Situation ist, zeigt der sogenannte Erdüberlastungstag, der das Datum markiert, an dem die Menschheit bereits rechnerisch alle natürlichen Ressourcen verbraucht hat, die die Erde innerhalb eines Jahres regenerieren kann. Lag dieser Zeitpunkt in den 1970er Jahren noch im Dezember, so wurde dieser 2026 bereits am 7. Mai erreicht. Damit wird deutlich, dass nachhaltige Wirtschaftsmodelle alternativlos sind.
Ein ganzheitliches Konzept stellt die Kreislaufwirtschaft dar. Durch verschiedene Ansätze wie Reparatur, Wiederverwendung und Recycling sollen Rohstoffe, Materialien und Produkte möglichst lange genutzt werden und dann auch nach Ablauf der Ursprungsnutzung im Umlauf bleiben. Damit ein solcher Kreislauf gelingen kann, braucht es neben entsprechenden politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Weichenstellungen vor allem auch praktikable, technische Lösungen. An solchen nachhaltigen Lösungen forschen auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der HTWK Leipzig.
Beton: Bisher Downcycling statt Upcycling
Die größten Abfallmengen entstehen weltweit im Bauwesen: Rund 220 Millionen Tonnen mineralische Abfälle fallen jährlich allein in Deutschland an: Früher wurden diese meist entsorgt und landeten auf Deponien. Ein erstes Umdenken führte zum Downcycling: aus einem vorher hochwertigen Produkt wurde ein weniger wertiges. Der alte Bauschutt, darunter Beton und Dachziegel, wird seitdem meist als geschreddertes Material in den unteren Tragschichten von Straßen weiterverwendet.
Deutlich nachhaltiger sind jüngste Ansätze einer Rückführung in den Kreislauf der Bauwirtschaft: Inzwischen wird aus altem Bauschutt immer häufiger Rezyklat, das als Zuschlagstoff und Bindemittel neuem Beton zugegeben wird. So leicht wie es im ersten Moment klingt, ist es in der Praxis aber nicht und es bedurfte viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit, um diese Vision in die Realität umzusetzen. „Damit alter Bauschutt überhaupt wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden kann, muss die Qualität des abgerissenen Materials stimmen“, sagt Robert Kraft, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Betonbau (IfB) der HTWK Leipzig. Das Problem: Beton besteht aus Wasser, Sand oder anderem Gestein sowie Zement als Bindemittel. Beim Abbruch haftet Zement an den Körnern. Würde man die Körner für neuen Beton nutzen, würde der Zement eine Bruchstelle bilden.
Die zehn Stufen der Kreislaufwirtschaft
Die Kreislaufwirtschaft hat das Ziel, Produkte und Materialien so lange wie möglich mit hoher Qualität zu erhalten und weiterhin zu nutzen. So sollen Ressourcen geschont und erhalten werden und natürliche Systeme wieder Zeit haben, sich zu regenerieren, statt sie auszubeuten. Die Leitprinzipien der Kreislaufwirtschaft beinhalten verschiedene Ansätze und Stufen. Manche sprechen beispielsweise von „6 R“, andere von „10 R“. Die Ansätze umfassen das Design für Zirkularität, die Langlebigkeit von Produkten sowie die Trennung in biologische und technische Kreisläufe.
Am IfB entwickelten Forschende deshalb Verfahren, wie beispielsweise bei Stahlbeton der Betonbruch sortenrein getrennt werden kann, damit der Betonbruch als Rezyklat in Recyclingbeton wiederverwendet werden kann. „Statt Downcycling sind eine materialgerechte Wiederverwertung und damit eine optimale Wertschöpfung möglich“, sagt Institutsleiter Klaus Holschemacher, HTWK-Professor für Stahlbetonbau.
Während ein Umdenken beim Stahlbeton erst in den 1990ern – weit über 100 Jahre nach seiner Einführung – begann, wird das Thema Recycling beim vergleichsweise neuen Carbonbeton bereits von Anfang an mitgedacht, erzählt Lukas Steffen, der bereits in mehreren Projekten den Verbundwerkstoff Carbonbeton mitentwickelte. So arbeitete das Team vom IfB beispielsweise an einer Carbonbeton-Variante mit gleichen Eigenschaften wie Normalbeton und mit bis zu 60 Prozent Betonsplittanteil – ein überdurchschnittlich hoher Anteil an zerkleinertem und aufbereitetem Altbeton. „Carbonbeton steht für ressourcenschonendes und klimagerechtes Bauen: Mit dieser Bauweise können bei gleicher Leistungsfähigkeit deutlich langlebigere und besonders schlanke Bauteile hergestellt werden. Zugleich ermöglicht der Einsatz textiler Bewehrungen die Verwendung von Bindemitteln mit deutlich geringeren Emissionen bei deren Herstellung“, so Steffen.
Bisher sehr geringe Nutzungsquote von Altholz
Ähnliche Herausforderungen bestehen beim Material Holz: In Deutschland fallen jährlich rund acht Millionen Tonnen Altholz an. Derzeit wird der überwiegende Teil für die Wärmeherstellung verbrannt; nur etwa 20 Prozent werden stofflich genutzt, ein erheblicher Anteil davon in der Spanplattenindustrie. Angesichts des steigenden Interesses an zirkulären Bauweisen und des wachsenden Holzbaus stellt sich die Frage, wie gebrauchte Holzbauteile zukünftig hochwertiger in den Baustoffkreislauf zurückgeführt werden können.
„Bislang ist Frischholz kostengünstiger als die Aufbereitung von Altholz, etwa weil dort noch Schadstoffe wie Holzschutzmittel oder Störstoffe wie Nägel oder Schrauben entfernt werden müssen. Es fehlt ein finanzieller Anreiz für mehr Recycling“, erklärt Luisa Sander, wissenschaftliche Mitarbeiterin der Forschungsgruppe FLEX der HTWK Leipzig. „Aber wir könnten Kosten einsparen, wenn wir die Logistik beim Recycling bereits mitdenken würden: Prozesse sollten gekoppelt werden und automatisiert vor Ort oder in der Nähe von Baustellen ablaufen“, so Sander weiter.
Vor diesem Hintergrund entwickelt das FLEX-Team in einem Verbundforschungsprojekt gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig digitale Modelle, mit denen Gebrauchtholzmengen aus Gebäuderückbauten, insbesondere aus Dachstühlen und Holzbalkendecken, erfasst werden. Im Fokus stehen Verfahren zur Aufnahme von Dimensionen, Schadensmerkmalen und Potenzialen für eine hochwertige Wiederverwendung konstruktiver Bauteile. Darauf aufbauend werden Konzepte für einen Logistikprozess zur Materialbeschaffung, zur Sortierung und zum Transport entwickelt.
Ziel ist es, qualitative und quantitative Entscheidungsgrundlagen für eine sichere Verlängerung des Materialkreislaufs von Holz zu definieren.
Schadstoffe in Materialien sind ein großes Problem beim Recycling: So wurden zum Beispiel Dachbalken, Holzmöbel oder Kulturgegenstände aus Holz früher mit einer Reihe von Holzschutzmitteln behandelt, um Schädlinge wie Würmer und Pilze abzuhalten oder sie beständig gegen Witterung und Feuer zu machen. Was einst als technischer Fortschritt galt, ist heute eine problematische Altlast: Schadstoffhaltiges Material darf nicht recycelt, sondern muss als Sondermüll teuer entsorgt oder vernichtet werden. Eine nachhaltigere Lösung stellt beispielsweise der Ansatz der Forschenden der HTWK Leipzig und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) dar: Um aus Holz umweltbelastende Chemikalien zu entfernen, haben sie eine umweltschonende Methode durch das Erwärmen mit Radiowellen entwickelt.
„Bei der Radiowellen-Technologie nutzen wir die direkte Erwärmung durch elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich. Anders als bei Mikrowellen ist hier ein kontrolliertes, langsames und gleichmäßiges Erwärmen möglich, das neben Holz auch für eine Reihe von anderen Materialien eingesetzt werden kann“, erklärt Dr. Ulf Roland, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der HTWK und am UFZ Leipzig. Durch die Erwärmung können die Schadstoffe kontrolliert ausgetragen, gesammelt und dann, beispielsweise mit einem neuartigen chemischen Verfahren, unschädlich gemacht werden. Die Methode kommt vor allem zum Tragen, wenn die Bausubstanz erhalten werden soll. So liegt das Potenzial vorzugsweise bei der Bauwerkssanierung und im Bereich der Kunst- und Kulturgüter. Gegenwärtig arbeiten die Forschenden an einem Verfahren, welches Schadstoffe direkt vor Ort aus dem Bauwerk eliminiert.
Ein weiteres häufiges Abfallprodukt sind Textilien: In Europa entfällt auf jede Person jährlich etwa 15 Kilogramm textiler Abfall. Recycling ist hier eine enorme Herausforderung, insbesondere hinsichtlich der Qualitätsansprüche, aber vor allem, weil eine Faser-zu-Faser-Trennung bei gemischten Textilien schwer möglich ist. Doch auch daran wird geforscht: Das Start-up FiberFlow, eine HTWK-Ausgründung, hat beispielsweise ein innovatives Verfahren für hochwertiges Textil-Recycling entwickelt.
zu befreien. Dr.-Ing. Frank Holzer (links) und Dr. Ulf Roland zeigen die Funktionsweise
mit einem Prototyp im Radiowellen-Technikum (Foto: Robert Weinhold/HTWK Leipzig)
Materialverbünde recyceln
Dass insbesondere Materialverbünde schwierig zu recyceln sind, kennen auch Forschende aus anderen Bereichen wie dem Leichtbau: „Die Trennung von Verbundwerkstoffen ist sehr aufwendig und erfordert spezialisierte Anlagen. Am Ende ist die Trennqualität entscheidend für die Wiederverwertbarkeit“, erklärt Robert Böhm, Professor für Leichtbau mit Verbundwerkstoffen an der HTWK Leipzig.
In seiner Forschungsgruppe vom „Composite Circularity Lab“ (CCL) befassen sich die Mitarbeitenden mit faserverstärkten Polymerverbundwerkstoffen aus alten Rotorblättern von Windrädern. Diese bestehen aus einem Mix verschiedener Materialien, die spezifische Eigenschaften kombinieren und sich später aber nur schwer trennen lassen. Doch durch Schreddern und Sortieren können sie recycelt, wiederverwendet und umfunktioniert werden. „Rotorblätter bestehen aus einer Vielzahl an Hightech-Werkstoffen. Da es schade wäre, ihr Potenzial auf ein Downcycling zu beschränken, erproben wir andere Ansätze der Kreislaufwirtschaft“, so Böhm.
Insbesondere befasst sich die Gruppe mit den Aspekten „Reuse“ und „Repurpose“, also dem Wiederverwenden und dem Umfunktionieren. „Wir haben alte Rotorblätter gesammelt, diese geeignet segmentiert und daraus neue Demonstratoren wie schwimmende Flöße gebaut“, erklärt Forschungsgruppenleiter Philipp Johst. Die Ergebnisse validieren die Forschenden derzeit auf ihre wirtschaftliche Verwertbarkeit.
Dafür verwenden sie einen großskaligen Demonstrator für schwimmende Solaranlagen, auch Floating PV genannt, deren Schwimmkörper aus ausgedienten Rotorblattsegmenten besteht. Nun erproben sie diesen unter Realbedingungen und führen eine Marktstudie durch. Außerdem entwickelt die Forschungsgruppe gemeinsam mit Praxispartnern eine mobile Scan- und Trennanlage: Sie erfasst den Zustand der Rotorblätter vor Ort, prüft diese auf Schäden und schneidet das Material entsprechend zu, sodass genormte Bauteile für neue Produkte entstehen. Denn die Logistik ist ähnlich wie beim Altholz auch hier ein Problem: Der Transport vom Windpark zur Aufbereitungsstätte verursacht hohe Kosten.
Nächstes Ziel: Serienproduktion
„Damit eine Kreislaufwirtschaft nachhaltig gelingen kann, braucht es zudem Möglichkeiten zur Serienproduktion“, ergänzt Böhm. Das Validierungsvorhaben zu den Floating-PV-Demonstratoren legt genau dafür den Grundstein: für die mögliche Gründung eines Start-ups, das sich auf die Herstellung und den Vertrieb von Produkten aus wiederverwendeten Rotorblattmaterialien spezialisiert.
Die Forschungsprojekte unterstützen die Ressourcenschonung mit verschiedenen Ansätzen der Kreislaufwirtschaft. Gelingt es, die riesigen Abfall- und alten Rohstoffmengen künftig durch entsprechende Maßnahmen der Qualitätssicherung weiter- und umzunutzen, verschiebt sich das Datum der Erdüberlastung vielleicht wieder in eine positive Richtung zum Jahresende hin, der Marke für wirkliche Nachhaltigkeit. —
Häufige Fragen zur Kreislaufwirtschaft
Kreislaufwirtschaft bedeutet, Rohstoffe, Materialien und Produkte möglichst lange zu nutzen und nach ihrer ursprünglichen Verwendung weiter- oder wiederzuverwenden. Reparatur, Wiederverwendung, Umnutzung und Recycling sollen Ressourcen schonen und Abfall vermeiden. Ziel ist es, Materialien möglichst lange und mit möglichst hoher Qualität im Kreislauf zu halten.
Kreislaufwirtschaft soll den Verbrauch natürlicher Ressourcen reduzieren und lineare Wirtschaftsmodelle ersetzen, bei denen Rohstoffe gewonnen, verarbeitet und anschließend entsorgt werden. Wie hoch der Ressourcenverbrauch inzwischen ist, zeigt der Erdüberlastungstag: Im Jahr 2026 waren die Ressourcen, die die Erde innerhalb eines Jahres regenerieren kann, rechnerisch bereits am 7. Mai verbraucht.
Beton aus abgebrochenen Bauwerken kann aufbereitet und als Rezyklat für neuen Beton verwendet werden. Forschende am Institut für Betonbau der HTWK Leipzig entwickeln Verfahren, mit denen Betonbruch möglichst sortenrein getrennt und anschließend hochwertig wiederverwertet werden kann. Damit soll aus bisherigem Downcycling eine materialgerechte Wiederverwendung werden.
Recyclingbeton enthält aufbereiteten Altbeton, der als Rezyklat erneut als Baustoff eingesetzt wird. Forschende der HTWK Leipzig entwickelten beispielsweise eine Carbonbeton-Variante mit Eigenschaften vergleichbar mit Normalbeton und einem Betonsplittanteil von bis zu 60 Prozent.
In Deutschland fallen jährlich rund acht Millionen Tonnen Altholz an, doch nur etwa 20 Prozent werden stofflich genutzt. Eine hochwertige Wiederverwendung ist unter anderem deshalb aufwendig, weil Schadstoffe wie frühere Holzschutzmittel sowie Störstoffe wie Nägel oder Schrauben erkannt und entfernt werden müssen. Außerdem ist Frischholz bislang häufig günstiger als die Aufbereitung von Altholz.
Die Forschungsgruppe FLEX der HTWK Leipzig entwickelt gemeinsam mit der Technischen Universität Braunschweig digitale Verfahren, um gebrauchte Holzbauteile aus Gebäuderückbauten zu erfassen und ihre Wiederverwendbarkeit zu bewerten. Dabei werden unter anderem Dimensionen, Schäden und Nutzungspotenziale untersucht sowie Konzepte für Sortierung, Logistik und Transport entwickelt.
Forschende der HTWK Leipzig und des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung nutzen Radiowellen, um schadstoffbelastetes Holz kontrolliert und gleichmäßig zu erwärmen. Dadurch können Schadstoffe aus dem Material ausgetragen, gesammelt und anschließend unschädlich gemacht werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Gebäudesanierung sowie für Kunst- und Kulturgüter, deren Substanz erhalten werden soll.
Das Recycling von Textilien ist besonders anspruchsvoll, weil viele Textilien aus unterschiedlichen Fasern und Materialmischungen bestehen. Vor allem die Trennung einzelner Fasern voneinander ist technisch schwierig. In Europa entstehen pro Person jährlich rund 15 Kilogramm Textilabfall; an Verfahren für hochwertiges Textilrecycling arbeitet unter anderem die HTWK-Ausgründung FiberFlow.
Alte Rotorblätter können zerlegt, wiederverwendet oder für neue Anwendungen umfunktioniert werden. Das Composite Circularity Lab der HTWK Leipzig untersucht insbesondere die Ansätze „Reuse“ und „Repurpose“. Aus ausgedienten Rotorblattsegmenten entstanden beispielsweise Schwimmkörper für Floating-Photovoltaikanlagen.
Das Composite Circularity Lab der HTWK Leipzig entwickelt gemeinsam mit Praxispartnern eine mobile Scan- und Trennanlage. Sie soll Rotorblätter bereits am Standort auf Schäden untersuchen und geeignete Bereiche so zuschneiden, dass daraus genormte Bauteile für neue Produkte entstehen können. Dadurch könnten zugleich hohe Transportkosten zur Aufbereitungsstätte reduziert werden.
Reuse bezeichnet die Wiederverwendung eines Produkts oder Bauteils, Repurpose die Nutzung für einen neuen Zweck. Beim Recycling wird ein Material aufbereitet und erneut als Rohstoff eingesetzt. Beim Downcycling wird ein hochwertiges Ausgangsmaterial dagegen für eine weniger hochwertige Anwendung genutzt – beispielsweise Bauschutt als Material in unteren Straßentragschichten.
Forschende der HTWK Leipzig entwickeln technische Lösungen für eine hochwertigere Wiederverwendung von Beton, Holz, Textilien und faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Dazu gehören Recyclingbeton, digitale Verfahren zur Bewertung von Altholz, Radiowellentechnologie zur Entfernung von Schadstoffen sowie neue Nutzungsmöglichkeiten für ausgediente Rotorblätter von Windkraftanlagen.
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Hinweis: Dieser Beitrag erschien zuerst im Forschungsmagazin Einblicke 2026.
